เวเฟอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์ HPSI SiC แบบกึ่งอินซัลติ้ง ขนาด 6 นิ้ว
เทคโนโลยีการเจริญเติบโตของคริสตัลซิลิกอนคาร์ไบด์ PVT SiC
ปัจจุบันวิธีการปลูกผลึกเดี่ยว SiC มีอยู่ 3 วิธี ได้แก่ วิธีเฟสของเหลว วิธีการสะสมไอเคมีอุณหภูมิสูง และวิธีการขนส่งเฟสไอทางกายภาพ (PVT) โดยวิธี PVT ถือเป็นเทคโนโลยีที่มีการวิจัยและครบถ้วนที่สุดสำหรับการปลูกผลึกเดี่ยว SiC และมีข้อขัดข้องทางเทคนิคดังต่อไปนี้:
(1) ผลึกเดี่ยว SiC ในอุณหภูมิสูงถึง 2,300°C เหนือห้องกราไฟท์ที่ปิดเพื่อทำให้กระบวนการแปลง "ของแข็ง-ก๊าซ-ของแข็ง" เสร็จสมบูรณ์ วงจรการเจริญเติบโตนั้นยาวนาน ยากต่อการควบคุม และมีแนวโน้มที่จะมีไมโครทูบูล สิ่งเจือปน และข้อบกพร่องอื่นๆ
(2) ซิลิกอนคาร์ไบด์ผลึกเดี่ยว ซึ่งรวมถึงผลึกประเภทต่าง ๆ มากกว่า 200 ประเภท แต่ผลิตผลึกทั่วไปได้เพียงประเภทเดียวเท่านั้น ทำให้สามารถผลิตผลึกประเภทอื่น ๆ ได้ง่ายในกระบวนการเจริญเติบโต ส่งผลให้เกิดข้อบกพร่องจากการเจือปนผลึกหลายประเภท กระบวนการเตรียมผลึกประเภทเฉพาะเพียงประเภทเดียวจึงควบคุมเสถียรภาพของกระบวนการได้ยาก เช่น กระแสหลักในปัจจุบันของผลึกประเภท 4H
(3) สนามความร้อนในการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยวซิลิกอนคาร์ไบด์มีการไล่ระดับอุณหภูมิ ส่งผลให้กระบวนการเจริญเติบโตของผลึกมีความเค้นภายในตามธรรมชาติและส่งผลให้เกิดการเคลื่อนตัว ความผิดพลาด และข้อบกพร่องอื่นๆ
(4) กระบวนการปลูกผลึกเดี่ยวของซิลิกอนคาร์ไบด์จำเป็นต้องควบคุมการนำสิ่งเจือปนภายนอกเข้ามาอย่างเคร่งครัด เพื่อให้ได้ผลึกกึ่งฉนวนที่มีความบริสุทธิ์สูงมากหรือผลึกตัวนำที่มีการเจือปนทิศทาง สำหรับพื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์กึ่งฉนวนที่ใช้ในอุปกรณ์ RF จำเป็นต้องบรรลุคุณสมบัติทางไฟฟ้าโดยการควบคุมความเข้มข้นของสิ่งเจือปนที่ต่ำมากและจุดบกพร่องเฉพาะประเภทในผลึก
แผนภาพรายละเอียด
